当你运行C代码时，Python不会释放GIL（除非你告诉它或导致Python代码的执行-请参阅底部的警告注解！））。它只在字节码指令之前释放GIL（而不是在执行过程中），从解释器的Angular 来看，运行C函数是执行CALL_FUNCTION字节码的一部分。*（不幸的是，我目前找不到这段文字的参考资料，但我几乎可以肯定它是正确的）
因此，除非你做任何特定的事情，否则你的C代码将是唯一运行的线程，因此你在其中做的任何操作都应该是线程安全的。
如果你特别想释放GIL --例如，因为你正在做一个不干扰Python的长时间计算，从文件中阅读，或者在等待其他事情发生的时候睡觉--那么最简单的方法是在你想要恢复GIL的时候先执行Py_BEGIN_ALLOW_THREADS，然后再执行Py_END_ALLOW_THREADS。在此过程中，您不能使用大多数Python API函数，您有责任确保C语言中的线程安全。最简单的方法是只使用局部变量，而不读取或写入任何全局状态。
如果你已经有一个没有GIL运行的C线程（线程A），那么简单地将GIL保存在线程B中并不能保证线程A不会修改C全局变量。为了安全起见，你需要确保在所有的C函数中，如果没有某种锁定机制（Python GIL或C机制），你永远不会修改全局状态。

其他想法

*在C代码中可以释放GIL的一个地方是，如果C代码调用导致Python代码被执行的内容。这可能是通过使用PyObject_Call。一个不太明显的地方是，如果Py_DECREF导致析构函数被执行。当C代码恢复时，GIL已经恢复了，但不能再保证全局对象不变。这显然不会影响像x++这样的简单C。

后期编辑：

应该强调的是，导致Python代码的执行真的、真的、真的很容易。出于这个原因，您不应该使用GIL来代替互斥锁或实际的锁定机制。你应该只考虑那些真正的原子操作（即例如，单个C API调用）或完全在非Python C对象上。在执行C代码时，您不会意外地丢失GIL，但是许多C API调用可能会释放GIL，执行其他操作，然后在返回到您的C代码之前重新获得GIL。
GIL的目的是确保Python内部不会被破坏。GIL将在扩展模块中继续服务于此目的。但是，涉及以您不期望的方式排列的有效Python对象的竞争条件仍然可用。例如：

PySequence_SetItem(some_list, 0, some_item);
PyObject* item = PySequence_GetItem(some_list, 0);
assert(item == some_item); // may not be true 
// the destructor of the previous contents of item 0 may have released the GIL

Python C扩展模式有一个很好的部分涵盖了Thread Safety。
是的，这是一个老帖子，但它出现在我的谷歌搜索第一个，所以这个答案可能对其他人有用。